Unterschiede bei Propellern für RC-Boote

Bei einem RC-Boot ist der Propeller (früher auch Schiffsschraube genannt) eines der wichtigsten Teile, mit dem Einfluß auf Beschleunigung und Endgeschwindigkeit genommen werden kann. Neben der Auswahl der passenden Aufnahme, gilt es Durchmesser und Steigung für das jeweilige Modell optimal anzupassen. Weiterhin gibt es noch die Wahl zwischen Propellern mit zwei oder mehr Blättern. Ebenso spielt das Material, aus dem der Propeller ist eine wesentliche Rolle.

Verschiedene Propeller für RC-BooteHier möche ich nur einen kurzen Überblick über die wesentlichen Merkmale von Propellern für RC-Boote geben. Das soll für den Einsteiger und Hobbyfahrer ausreichen um sich einen grundlegenden Überblick über die verschiedenen Eigenschaften und deren Auswirkungen auf das Fahrverhalten von RC-Booten und Rennbooten zu verschaffen.

Die Aufnahme des Propellers:
Um den Propeller kraftschlüssig mit der Welle zu verbinden gibt es zwei verbreitete Ausführungen von Aufnahmen. Entweder wird der Propeller mit einem direkt auf die Welle geschraubt, oder mit einem Mitnehmer mit zwei Aussparungen, dem sogenannten Drive-Dog, angetrieben und mit einer separaten Mutter gesichert.

Der Durchmesser des Propellers:
Der Durchmesser bestimmt in erster Linie die Beschleunigung des Bootes. Mit Einschränkungen gilt: Je größer der Durchmesser des Propellers, desto besser die Beschleunigung des Bootes. Das hat aber natürlich Grenzen. Bei einem zu kleinen Durchmesser wird der Propeller nur noch im Wasser “durchdrehen” und so gut wie keinen Vortrieb mehr erzeugen können. Entsprechend hat ein größerer Propeller auch etwas weniger Schlupf, was nicht nur zu einer besseren Beschleunigung, sondern auch zu einer besseren Endgeschwindigkeit führt. Ein zu großer Propeller erzeugt hingegen einen größeren Widerstand im Wasser, den der Motor zu überwinden hat. Ist der Widerstand zu groß, werden sich Motor und Regler stärker erhitzen und der Motor wird seine optimale Drehzahl nicht mehr erreichen können.

Die Steigung des Propellers:
Die Steigung ist der Wert, der angibt, wie weit ein Propeller sich bei einer Umdrehung und bei optimalem Grip im Wasser nach vorne bewegt. Je größer die Steigung, desto weiter wird der Propeller und damit das Boot, bei einer bestimmten Drehzahl nach vorne bewegt. Es wird also schneller. Aber auch hier gibt es wieder Grenzen. Bei einer zu großen Steigung des Propellers wird vor allem bei geringen Drehzahlen der Schlupf im Wasser zunehmen, was zu einer schlechteren Beschleunigung führt und auch die Endgeschwindigkeit negativ beeinflussen kann. Das kann zwar wieder durch einen größeren Durchmesser kompensiert werden, was aber wiederum zu einer Überbelastung von Motor und Regler führt.

Die Anzahl der Blätter:
Propeller mit zwei Blättern stellen im RC-Bereich (fast) immer das Optimum dar. Guter Wirkungsgrad, geringer Widerstand im Wasser und geringer Einfluß auf das Fahrverhalten sind bei Zwei-Blatt-Propellern am besten. Nur wenn man besonders viel Motor-Drehmoment übertragen muß lohnt sich der Einsatz von Propellern mit drei oder gar mehr Blättern. Dabei entstehen durch den erhöhten Widerstand im Wasser allerdings auch weitere, in der Regel unerwünschte, Effekte wie Auftrieb und seitlich wirkende Kräfte.

Das Material:
Weiterhin wirkt sich das Material des Propellers durchaus spürbar auf die Fahreigenschaften aus. Einfache Propeller aus Kunststoff, wie sie bei RTR-Booten in der Regel verwendet werden, verziehen sich unter Belastung und geben nach. Eine bessere Wahl sind daher Kohlefaserverstärkte Propeller, die schon erheblich steifer sind. Um die beste Leistung aus dem Boot herauszuholen sind allerdings Propeller aus Metall erforderlich. Je nach Material und Herstellungsverfahren müssen diese in der Regel jedoch erst mühsam poliert und ausgewuchtet werden.

Test verschiedener Propeller am Beispiel der Traxxas Spartan:
Letztendlich muß jeder für sein Boot und seine persönlichen Vorlieben den passenden Propeller finden. Meine Traxxas Spartan hat serienmäßig beispielsweise einen einen Propeller mit 42mm Durchmesser und 59mm Steigung. Daraus ergibt sich ein Steigungs-Verhältnis von ca. 1,4 (59mm/42mm). Erste Experimente habe ich an 4S mit einem Propeller mit 45mm Durchmesser und 63mm Steigung, also ebenfalls einem Steigungsverhältnis von ca. 1,4 gemacht. Die Spartan wurde damit schneller und die Beschleunigung war erheblich besser. Motor und Regler wurden spürbar wärmer und die Akkulaufzeit nahm deutlich ab. Ein Kompromiss war ein Dreiblatt-Propeller mit den gleichen Werten wie der Original-Propeller. Die Fahrleistungen lagen mit diesem Propeller etwa zwischen dem 45mm Propeller und dem 42mm Propeller mit zwei Blättern. Ein weiterer Versuch mit einem Zwei-Blatt-Propeller mit 42mm Durchmesser und einer größeren Steigung von 67mm (ca. 1,6) war eher ernüchternd. Die Beschleunigung war erwartungsgemäß schlechter, aber die Höchstgeschwindigkeit nahm nicht wirklich zu. Da gab es wohl einfach zu viel Schlupf. Das Optimum wird für mich wohl bei einem Propeller mit zwei Blättern, einer Steigung von 1,4 und einem Durchmesser von 43-44mm liegen. Aufgrund der günstigen Preise und der einfachen Handhabung werde ich wohl bei CFK-Propellern bleiben.

Weitere Effekte verschiedener Propeller:
Bei dieser vereinfachten Darstellung für den Einstieg bin ich übrigens bewußt nicht auf Effekte wie Auftrieb, seitlich wirkende Kräfte (Prop-Walk) oder Blattformen eingegangen. Das sind Aspekte, die erst auf dem Weg zu höchstleistungen im Wettbewerbseinsatz berücksichtigt werden müssen. Für den Hobbyfahrer spielen sie in der Regel eher eine untergeordnete Rolle.

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